CN110720200A - 用于控制无线通信系统中的拥塞的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于支持比诸如长期演进(LTE)的4G(第四代)通信系统更高的数据传输速率的5G(第五代)或pre‑5G通信系统。根据本公开的各种实施例，无线通信系统中的连接到分布单元(DU)和前传的中心单元(CU)中的设备可以包括：通信接口，该通信接口用于在CU与DU之间执行信令；至少一个处理器，该至少一个处理器用于基于信令确定是否控制DU的拥塞状态，并且当控制了DU的拥塞状态时，在分组数据汇聚协议(PDCP)处理之前停止向DU发送至少一个分组。

Description

用于控制无线通信系统中的拥塞的装置和方法

技术领域

本公开总体上涉及无线通信系统，更具体地涉及一种用于控制无线通信系统中的拥塞的装置和方法。

为了满足对自第四代(4G)通信系统的商业化以来对无线数据业务的增长的需求，已经努力开发改进的第五代(5G)通信系统或pre-5G通信系统。因此，5G通信系统或pre-5G通信系统也被称作超4G通信系统或后长期演进(LTE)系统。

为了实现高数据传输速率，正在考虑在超高频(mmWave)频带(例如，60GHz频带)中实现5G通信系统。为了减轻超高频带中的传播路径损失并增加传播传输距离，在5G无线通信系统中讨论了诸如波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形和大型天线的技术。

另外，正在对诸如演进型小型小区、高级小型小区、云无线接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协同多点(CoMP)、干扰消除的技术进行开发以增强5G通信系统中的系统网络。

另外，5G系统已经开发了诸如混合移频键控及正交幅度调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)的高级编码调制(ACM)，以及诸如滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址接入(NOMA)和稀疏码多址接入(SCMA)的高级接入技术。

为了根据移动数据的增加来减少前传中带宽的增加，可以将在中心单元(CU)和分布单元(DU)之间划分的前传功能应用于5G通信系统。在该示例中，CU和DU可以彼此连接从而在它们之间具有多对多的关系，因此，在由多个CU向其提供业务的DU中可能发生拥塞。

发明内容

技术问题

在上述讨论的基础上，本公开提供了一种用于控制无线通信系统中的拥塞的装置和方法。

此外，本公开提供了一种用于通过控制无线通信系统中的拥塞来提高CU与DU之间的业务发送/接收的稳定性(可靠性)的装置和方法。

此外，本公开提供一种根据无线通信系统中的与功能划分相关的功能来控制拥塞并确保CU和DU的各种组合的可靠性的装置和方法。

根据本公开的一个方面，一种通过无线通信系统中的前传连接到分布单元(DU)的中心单元(CU)的装置可以包括：通信接口，所述通信接口被配置为在所述CU和所述DU之间执行信令；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为根据所述信令确定是否控制DU的拥塞状态，并且当控制了DU的拥塞状态时，在执行分组数据汇聚协议(PDCP)处理之前停止向DU发送至少一个分组。

根据本公开的另一方面，一种通过无线通信系统中的前传连接到CU的DU的装置包括：至少一个处理器；以及通信接口，所述通信接口被配置为向CU发送消息，并从CU接收分组，其中，所述分组是CU缓存的分组或者是在CU执行分组丢弃之后从核心网络接收到的分组，并且是否执行缓存或者分组丢弃是在CU执行分组数据汇聚协议(PDCP)处理之前确定的。

根据本公开的各种实施例的装置和方法使得可以通过CU与DU之间的接口来控制拥塞并确保前传的可靠性。

在本公开中获得的有利效果不限于上述效果，并且本公开所属的技术领域的普通技术人员从以下描述中可以清楚地理解上述未提及的其他效果。

附图说明

图1示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统。

图2示出了根据本公开的各种实施例的在无线通信系统中的中心单元(CU)与分布单元(DU)之间的协议栈的示例。

图3示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的CU的配置。

图4示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的DU的配置。

图5示出了根据本公开的各种实施例的拥塞控制的示例。

图6示出了根据本公开的各种实施例的拥塞估计的示例。

图7示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的CU的流程图。

图8示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的DU的流程图。

具体实施方式

在本公开中使用的术语仅用于描述特定实施例，而无意于限制其他实施例的范围。除非上下文另外明确指出，否则单数表述可以包括复数表述。本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属的技术领域中的具有公知常识的技术人员通常理解的含义相同的含义。在本公开中所使用的术语中，诸如在通用词典中所定义的术语应被解释为具有与相关技术领域中的上下文含义相同或相似的含义，并且除非在本公开中明确定义，否则不应解释为具有理想的或过于正式的含义。在某些情况下，即使本公开中定义的术语也不应解释为排除本公开的实施例。

在如下所述的本公开的各种实施例中，将基于硬件的方法作为示例来进行描述。然而，本公开的各种实施例包括使用硬件和软件两者的技术，因此不排除基于软件的方法。

在下文中，本公开涉及一种用于控制无线通信系统中的业务拥塞的装置和方法。具体地，在本公开中，将描述用于防止前传部分中发生拥塞或在功能划分在5G无线通信系统的前传中不受影响的同时尽管在前传部分中发生拥塞而仍然传送可靠的分组的技术。

以下描述中的术语是为了描述的方便和说明性的目的，其指的是：数据(例如，业务和分组)；网络实体(例如，基站、5G NB、CU以及DU)；信令(例如，通知、消息以及信号)；装置的元件等。因此，本公开不限于以下术语，并且可以使用具有等同技术含义的其他术语。

此外，在本公开中，使用在一些通信标准(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP))中使用的术语来描述各种实施例，但是该配置仅是用于描述的示例。本公开的各种实施例也可以容易地修改并应用于另一通信系统。此外，在本公开中，为了便于描述，下行链路被描述为示例，但是根据各种实施例的装置和方法也可以应用于上行链路。

无线环境和前传

图1示出了根据本公开的各种实施例的无线通信环境100。

参考图1，无线通信环境100可以包括核心网络(CN)110、中心单元(CU)120、分布单元(DU)130以及终端140。

CN 110可以通过CU 120和DU 130支持终端140的通信。例如，CN110可以对终端140执行认证、对其进行充电、对其进行端对端连接管理等。作为另一示例，CN 110可以允许各种无线接入技术彼此相互作用。CN 110可以以分离数据并控制信息的方式来支持终端140的通信。

基站是一种网络基础结构，其可以向覆盖范围内的终端提供无线接入。基于基站可以通过发送信号的距离，可以将覆盖范围定义为预定的地理区域。基站可以包括CU 120和DU130。基站可以被称为“eNodeB(eNB)”、“第五代节点(5G节点)”或“5G NodeB(5G NB)”。

在常规的通信方案中，基站被划分为数字单元和无线单元，作为集中式/云无线接入网(C-RAN)。数字单元执行分组数据汇聚协议(PDCP)、无线链路控制(RLC)、媒体访问控制(MAC)以及物理层(PHY)的功能，而无线单元仅执行射频(RF)功能。但是，随着通信技术的进步，移动数据业务增加，因此，数字单元与无线单元之间的前传中所需的带宽需求量也大大增加。

在下文中，在本公开中，为了减少前传中带宽的增加，以应用了前传功能划分的情况为前提。在该示例中，前传功能划分是PDCP、RLC、MAC、PHY以及RF的功能被划分并且被配置用于CU和DU的方案。例如，CU120可以执行PDCP功能，并且DU 120可以执行RLC功能、MAC功能、PHY功能以及RF功能。作为另一示例，CU 120可以执行PDCP功能和RLC功能，并且DU 120可以执行MAC功能、PHY功能以及RF功能。

CU 120可以向覆盖范围中的区域内的终端(例如，终端140)提供服务，该覆盖范围可以由连接到CU 120的DU(例如，DU 130)提供。在一些实施例中，CU 120可以根据虚拟化技术以软件的方式来实现。CU 120可以被称为“云单元”、“基带单元(BBU)”、“数字单元”或具有等效技术含义的其他术语。

DU 130可以向可以由DU 130提供的覆盖范围中的区域内的终端(例如，终端140)提供服务。DU 130可以以硬件的方式实现并且可以安装在小区基站中以便向终端140提供接入网络。在一些实施例中，虚拟化技术可以应用于DU 130的某些功能，如在CU 120中的功能。DU 130可以被称为“接入单元(AU)”、“接入点(AP)”、“发送/接收点(TRP)”、“射频拉远头(RRH)”、“无线单元”或其他具有等效技术含义的术语。

终端140是用户使用的装置，并且通过无线信道与DU 130通信。在某些情况下，可以在没有用户参与的情况下操作终端140。例如，终端140是执行机器类型通信(MTC)的装置，并且可以不被用户携带。终端140可以被称为“用户设备(UE)”、“移动站”、“用户站”、“客户驻地设备(CPE)”、“远程终端”、“无线终端”、“电子设备”、“用户设备”或其他具有等效技术含义的术语。根据本公开的各种实施例的终端(例如，终端140)可以包括例如智能手机、平板PC、移动电话机、视频电话机、电子书阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数据助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、医疗设备、相机或可穿戴设备中的至少一个。

图1示出了一个DU 130连接到包括CU 120的三个CU以执行信令的情况的示例，但是本公开不限于此。例如，根据各种实施例，n(n是整数)个CU和m(m是整数)个DU可以彼此连接以便执行信令。

在本公开中，将对可以根据前传功能划分应用于CU和DU的各种组合中的全部的接口进行描述。根据本公开的各种实施例的接口可以应用于将CU和DU负责的功能划分如下的所有可能的情况：PDCP功能以及RLC、MAC和PHY功能；PDCP和RLC功能以及MAC和PHY功能。在下文中，该接口可以被称为“前传接口”或“F接口”。通过F接口，CU和DU可以交换用于处理分组的会话信息。此外，通过接口，CU和DU可以减轻负载，因此可以发送或接收与高带宽相对应的大量数据。

以下，在本公开中，将描述用于控制拥塞的方法。

CU 120可以将相对大量的分组发送到DU 130。例如，CU 120可以无带宽限制地将从CN 110接收到的下行链路业务发送到DU 130。作为另一示例，当特定小区的负载增加时，CU 120可以将由于RLC重传功能导致的突发重传业务与从CN 110接收到的下行链路业务一起发送给DU 130。当DU 130的业务超过如上所述的容量时，可能在前传接口或DU 130中丢弃大量分组(在下文中，称为“分组丢弃”)，因此，可能需要CU 120调整下行链路业务的带宽以适于DU 130和小区的当前情况。

同时，在支持5G通信系统的基站中，CU可以在虚拟化系统中操作，并且，因此可以包括与多个用户平面(UP)有关的虚拟机(VM)。如图1中所示，由多个VM处理的下行链路业务可以由一个DU 130处理，因此，即使当CU 130单独执行业务控制时，也可能出现由DU 130接收到的业务超过DU 130的处理量的情况。即使在这种情况下，也可能会丢弃大量分组，因此，DU 130可能需要将由DU 130处理的业务的情况与进入到DU 130的业务进行比较，并且在预测到发生拥塞的时间点处和在需要控制拥塞的时间点处向每个CU(例如，CU 130)发送用于通知拥塞情况的通知。

在下文中，参考图2，将对允许CU 120和DU 130执行各自的功能所需的协议栈或在CU 120和DU 130之间执行信令所需的协议栈进行描述。

GTP-U和SCTP的使用

图2示出了根据本公开的各种实施例的在无线通信系统中的CU与DU之间的协议栈的示例。图2所示的CU和DU可以理解为图1的CU 120和DU130。图2的协议栈是用户平面接口的协议栈。

参考图2，第一层(层1)L1(例如，以太网)、第二层(层2)L2(例如，以太网)和用户数据报协议(UDP)/互联网协议(IP)层可以用于CN(例如，CN 110)和CU之间的信令以及CU和DU之间的信令。CU可以使用通用分组无线服务(GPRS)隧道协议-用户平面(GTP-U)层，以与CN进行信令、从CN接收业务以及从CN接收控制信息。

CU可以根据功能划分来处理PDCP层210。根据前传功能划分，除了PDCP层210之外，DU可以处理RLC层220、MAC层230和PHY层240。GTP-U 250可以用作CU和DU之间的接口(F接口)的协议。也就是说，CU可以对从CN接收到的下行链路业务执行GTP处理。CU可以对已经执行了GTP处理的业务执行PDCP功能。例如，CU可以传送业务(即，用户数据)，或者可以执行报头压缩和加密。当CU根据功能划分完成其角色时(例如，当CP完成PDCP功能的执行时)，CU可以通过使用DU的隧道端点标识符(TEID)来生成添加GTP-U报头的消息。在该示例中，当建立呼叫时，CU 120可以获取DU的TEID。

图2示出了一种情况，在这种情况中CU根据CU和DU之间的功能划分仅实现PDCP层的功能，但是本公开不限于此。根据实施例，CU可以使用RLC层230。

尽管在图2中未示出，但是CU和DU之间的控制信令可以由流控制传输协议(SCTP)层执行。SCTP层提供了消息传输并且确保消息传输的可靠性。也就是说，对于CU与DU之间的信令，在用户平面中使用GTP-U250层，并且在控制平面(CP)中使用SCTP层。

在下文中，图3和图4分别示出了根据本公开的各种实施例的被配置为执行拥塞控制的CU和DU的配置。

图3示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的CU的配置。在图3中示例的配置可以被理解为CU 120的配置。下面使用的术语“…单元”、以后缀“…器(or)”或“…机(er)”等结尾的术语指的是处理至少一个功能或操作的单元，并且该配置可以以硬件、软件或硬件和软件的组合的形式来实现。

参考图3，CU可以包括通信单元310、存储单元320和控制器330。

通信单元310可以执行发送或接收信息的功能。具体地，通信单元310可以提供被配置为与网络中的其他节点通信的接口。也就是说，通信单元310被配置为通过CN将被发送到另一节点、连接到该CU的另一CU、通过功能划分连接到该CU的DU的比特流转换为物理信号，并且，将从基站接收到的物理信号转换为比特流。根据本公开的实施例，通过CU与DU之间的前传提供的通信接口是F接口，并且GTP-U协议可以用于该通信接口。

通信单元310可以被配置为在有线通信环境中执行发送或接收信号的功能。通信单元310可以包括有线接口，该有线接口被配置为控制通过传输介质(例如，铜线或光纤)的设备到设备的直接连接。例如，通信单元310可以通过由具有导电性的材料(例如，铜)制成的线将电信号传递到另一节点，或者可以在电信号和光学信号之间执行转换。

如上所述，通信单元310发送和接收信号。因此，通信单元310可以被称为“发送器”、“接收器”或“收发器”。另外，在以下描述中，发送和接收具有包括通信单元310执行上述处理的含义。

存储单元320可以被配置为存储数据，诸如用于CU的操作的基本程序、应用程序和配置信息。存储单元320可以由易失性存储器、非易失性存储器或易失性存储器和非易失性存储器的组合来实现。而且，存储单元320被配置为响应于控制器330的请求来提供存储的数据。根据本公开的实施例，存储单元320可以提供被配置为存储从CN接收到的分组的缓存器。存储单元320被配置为在控制器330的请求下将分组存储在缓存器中或丢弃所存储的分组。

控制器330被配置为控制CU的整体操作。例如，控制器330被配置为通过通信单元310发送和接收信号。此外，控制器330被配置为将数据记录在存储单元320中并从中读取记录的数据。为此，控制器330可以包括至少一个处理器。根据本公开的实施例的功能可以分别由独立的处理器执行，或者某些功能可以由一个处理器执行。

控制器330可以包括分组管理器335。分组管理器335可以被配置为管理通过通信单元310从CN接收到的分组。分组管理器335可以被配置为确定是否控制DU的拥塞。当控制了DU的拥塞时，分组管理器335可以缓存接收到的分组(分组排队)或者可以丢弃接收到的分组(分组丢弃)。此外，例如，控制器330可以根据以下描述的各个实施例控制CU以执行操作。

图4示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的DU的配置。在图4中示例的配置可以被理解为DU 130的配置。下面使用的术语“…单元”和以后缀“…器(or)”或“…机(er)”等结尾的术语指的是处理至少一个功能或操作的单元，并且该配置可以以硬件、软件或硬件和软件的组合的形式来实现。

参考图4，DU可以包括通信单元410、存储单元420和控制器430。

通信单元410可以被配置为执行发送或接收信息的功能。通信单元310可以提供被配置为与CU通信的接口。通信单元310可以被配置为与连接到DU的多个CU通信。如上所述，根据本公开的实施例，GTP-U协议可以用于CU和DU之间的F接口。

通信单元410可以被配置为在有线通信环境中执行发送或接收信号的功能，以便与CU通信。CU的通信单元310为了与DU进行通信而提供的接口、协议和功能可以类似地应用于通信单元410。

同时，通信单元410可以被配置为在无线通信环境中执行发送或接收信号的功能。例如，通信单元410可以被配置为根据系统的物理层标准执行基带信号和比特流之间的转换功能。例如，通信单元410可以被配置为当发送数据时，通过编码和调制发送比特流来生成复杂符号。另外，通信单元410可以被配置为：当接收到数据时，通过对基带信号进行解调和解码来重建接收比特流。此外，通信单元410可以被配置为将基带信号升频转换为射频(RF)频带信号，然后通过天线发送RF频带信号，并且可以被配置为将对通过天线接收到的RF频带信号降频转换为基带信号。为此，通信单元410可以包括发送滤波器、接收滤波器、放大器、混频器、振荡器、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)等。此外，通信单元410可以包括多个发送/接收路径。根据实施例，通信单元410可以包括数字通信单元和模拟通信单元，并且根据操作功率、操作频率等，模拟通信单元可以包括多个子单元。

存储单元420可以被配置为存储数据，诸如应用程序、配置信息和用于DU的操作的基本程序。存储单元420可以由易失性存储器、非易失性存储器或易失性存储器和非易失性存储器的组合来实现。而且，存储单元420可以被配置为响应于控制器430的请求来提供存储的数据。根据本公开的实施例，存储单元420可以提供被配置为存储从CU接收的分组的缓存器。在控制器430的请求下，存储单元420可以被配置为确定存储在缓存器中的分组的状态，并且向控制器430提供关于该状态的信息。

控制器430被配置为控制DU的整体操作。例如，控制器430被配置为通过通信单元410发送和接收信号。此外，控制器430被配置为将数据记录在存储单元420中并从中读取记录的数据。为此，控制器430可以包括至少一个处理器。根据本公开的实施例的功能可以分别由独立的处理器执行，或者某些功能可以由一个处理器执行。

控制器430可以包括拥塞管理器435。拥塞管理器435可以被配置为通过通信单元410管理在DU中发生的拥塞。拥塞管理器435可以被配置为确定DU中是否发生了拥塞。在下文中，在本公开中，是否发生拥塞可以包括是否已经发生了拥塞以及是否预期发生拥塞。也就是说，拥塞管理器435可以被配置为确定是否存在拥塞。拥塞管理器435可以被配置为确定拥塞的等级。拥塞管理器435可以被配置为控制通信单元410向CU发送消息，以控制已经发生了或预测发生的拥塞。此外，例如，控制器430可以根据以下描述的各种实施例控制DU执行操作。

在下文中，将参考图5描述用于控制DU中的拥塞的方法，并且将参考图6描述用于估计DU中的拥塞并通过CU控制拥塞的方法。也就是说，在下文中，将描述与拥塞控制操作和拥塞估计操作有关的各种实施例。

拥塞控制

图5示出了根据本公开的各种实施例的拥塞控制的示例。图5示出了通过使用执行拥塞估计和拥塞控制所必需的功能元件的CU和DU的结构的示例，并且图5中示出的CU和DU可以分别被理解为图1的CU 120和DU 130。

CU可以确定DU中是否已经发生拥塞，即，是否控制DU中的拥塞。CU可以验证DU的业务状态(以下称为“拥塞状态”)。具体地，CU可以确定位于DU中的每个会话(终端)的拥塞状态。或者，CU可以确定会话中的类别特定的拥塞状态。在一些实施例中，CU可以估计DU中的拥塞。例如，CU可以通过与DU的信令来确定DU中的处理时间，并且可以确定在DU中是否发生拥塞。在一些其他实施例中，CU可以从DU接收关于DU的当前拥塞状态的报告。例如，DU可以将是否预测到发生拥塞或者预期发生拥塞的程度发送给CU。作为另一示例，DU可以向CU报告队列长度的当前状态。CU可以基于DU的拥塞状态来确定是否执行拥塞控制。

当确定要执行拥塞控制时，CU可以在分组从CN进入的时间点处执行分组管理。CU可以不将从CN接收到的分组传送到DU，或者可以仅将从CN接收到的一些分组传送到DU。在下文中，为了便于描述，分组管理将被描述为停止CU的分组传输的操作。在一些实施例中，CU可以将从CN接收到的分组存储在缓存器中。在下文中，将从CN接收到的分组存储在缓存器中的操作将被称为“缓存”或“排队”。随后，CU可以执行业务整形(调整所存储的分组的大小，并且将具有调整后的大小的所存储的分组发送到DU)。在一些其他实施例中，CU可以丢弃从CN接收到的分组。在下文中，丢弃从CN接收到的分组的操作将被称为“分组丢弃”。同时，CU可以执行缓存和分组丢弃两者。也就是说，CU可以将从CN接收的分组存储在缓存器中，然后可以在经过预定时间段或超过缓存器的容量时丢弃该分组。

参考图5，根据本公开的各种实施例的拥塞控制，可以将丢包器510、分类器520、计量器530和标记器540的功能添加到CU和DU中。在下文中，在本公开中，将参考CU包括丢包器510并且DU包括分类器520、计量器530和标记器540的配置进行描述，但是本公开不限于此。根据另一实施例，分类器520可以被包括在CU中而不是DU中。在该示例中，CU可以提供通知传送给DU的数据的分类结果的信息。

根据本公开的各种实施例，CU可以确定是否立即向DU发送从CN接收到的分组，或者是否停止在GTP和PDCP(例如，在执行PDCP处理之前)之间的分组传送(缓存或分组丢弃)。CU可以通过在执行PDCP功能之前定位的丢包器510来缓存或丢弃下行链路分组。

由于实现了在执行以下描述的下行链路路径上的计量器530和标记器540之前执行丢包器510的反馈结构，因此CU可以在执行PDCP层的处理之前(例如，分组从CN进入的时间点)执行缓存或分组丢弃。由于在执行PDCP层的处理之前丢弃了分组或缓存了分组，所以不管根据CU和DU之间的功能划分的CU和DU之间的协议组合的配置如何，都可以在PDCP层和下面的至少一层中执行拥塞控制而不会干扰或破坏计算。例如，由于丢包器510在执行PDCP处理之前控制分组传输，因此CU可以防止不必要的PDCP资源分配。CU可以防止序列号(SN)的分配，因此即使在随后发生重新建立或切换时，CU也可以根据最小过程来进行操作。同时，即使当CU包括RLC时，CU也可以通过丢包器510防止进行不必要的RLC资源分配，并且可以最小化RLC重传。

在一些实施例中，由于当发生拥塞时难以立即消除拥塞的情况，因此当经过特定时间段或停止(缓冲)特定数量的分组的传输时，丢包器510可以以最早优先的方式丢弃分组。

在一些实施例中，在相对需要紧急情况或具有较高重要性级别的紧急分组的情况下，丢包器510可以将业务发送到DU，而不管DU中的业务拥塞如何。例如，紧急分组可以是重传分组(例如，RLC重传分组)。作为另一示例，紧急分组可以是信令无线承载(SRB)分组。如上所述，丢包器510可以通过使用异常处理功能来自适应地丢弃分组。

当从DU接收到指示消除拥塞的发生的消除消息或者从其中接收到的指示拥塞发生的通知消息之后经过指定的时间段时，CU可以恢复业务的处理。在该示例中，术语“恢复”指的是当执行下行链路业务的缓存时恢复停止的下行链路业务的传输，并且意味着当执行下行链路业务的分组丢弃时不再执行分组丢弃。

分类器520可以根据每个业务的服务质量(QoS)值来确定业务拥塞是否是监测的对象，并且可以对终端的类别进行分类。作为示例，QoS可以是QoS等级指示符(QCI)。作为另一示例，QoS值可以是分配和保留优先级(ARP)。作为又一个示例，QoS值可以是保证比特速率(GBR)。QoS值可以通过运营商的设置来选择。分类器520可以采用诸如加权随机先期丢弃(WRED)的方法。

计量器530可以测量拥挤状态。具体地，计量器530可以根据分类的类别来测量拥塞状态。计量器530可以测量特定类别的带宽，或者可以测量突发水平。作为示例，计量器530可以比较实际输入的业务的简档(profile)与预定的业务简档，以便确定实际输入的业务的简档是否超过预定的业务简档。计量器530可以将测量结果传送到标记器540。

计量器530可以使用阈值来确定是否已经发生拥塞以及是否已经消除了拥塞的发生。例如，计量器530可以使用队列长度的最大值或最小值作为上述阈值。在该示例中，队列长度可以指用于到连接至DU的终端的下行链路传输的缓存器的业务。当队列长度超过最大值时，计量器530可以确定发生拥塞。当队列长度小于或等于最小值时，计量器530可以确定消除了拥塞状况。根据实施例，可以基于下述通知消息的CU和DU之间的延迟来确定阈值(例如，最大值和最小值)。计量器530可以基于应用于每个优先级的类别的阈值来确定是否发生拥塞。当队列长度接近为每个类别配置的阈值时，计量器530可以将这种情况通知给标记器540。

标记器540可以基于从计量器530获取的测量结果来执行标记。根据实施例，标记器540可以区分其中的三种类型并且这三种类型标记为根据拥塞状态的DU的业务状态，例如，正常状态、尚未发生但预计会发生拥塞的状态以及已经发生了拥塞的状态。

当发生拥塞时，DU可以通过控制信令向CU发送通知拥塞情况的通知消息。DU可以通过通知消息将标记器540的标记结果发送到CU。在该示例中，SCTP层用于传递上述消息。

DU可以通过通知消息向CU发送用于停止向特定会话(或特定QoS)发送分组的请求。也就是说，DU可以向CU请求与特定会话的分组有关的分组丢弃或排队。例如，DU可以将传输(TX)OFF配置为SCTP消息中的事件，并且因此可以请求CU停止分组的传输。

在一些实施例中，除了停止分组的传输之外，通知消息还可以包括附加信息。在该示例中，附加信息可以包括指示表示DU的拥塞状态的程度的信息。例如，DU可以向SCTP消息添加信用(credit)，并且因此可以将拥塞状态的程度通知给CU。

在一些实施例中，当多个CU向一个DU发送下行链路业务时，DU可以仅向多个CU中的一些CU发送上述通知消息。例如，DU可以仅将上述通知消息发送到每个都具有较大的业务进入量的N个排名最高的CU。N可以由DU的运营商设置，或者可以由DU根据DU的拥塞状态而自适应地确定。作为另一示例，DU可以仅向从多个CU之中随机选择的至少一个CU提供通知。

在通知消息被发送到CU之后，DU的拥塞状态可以被缓解。如上所述，当检测到小于或等于阈值的队列长度时，DU可以确定DU的拥塞状态被缓解。为了提高业务效率，DU可以请求CU取消停止分组传输。例如，DU可以将TX ON配置为SCTP消息中的事件，并且因此可以请求CU取消停止分组传输。

与在特定事件发生期间的通知消息的传输不同，DU可以周期性地向CU报告拥塞状态。也就是说，DU可以周期性地向CU报告拥塞状态，而不管业务的拥塞状态如何。可以根据DU的运营商来静态地或自适应地配置报告周期。

已经从DU接收到通知(或报告)的CU可以确定DU的拥塞状态。如上所述，CU可以基于所确定的拥塞状态来确定是否执行拥塞控制。当DU会话中的业务拥塞并且执行拥塞控制时，CU可以缓存或丢弃从CN接收到的下行链路分组。例如，DU可以确定类别n在访问DU的终端Y的类别0 560-0、类别1 560-1、…和类别n 560-n之间是拥塞的。DU可以标记对应的类别n，并且可以将代表类别n和拥塞程度的消息发送到CU。CU可以管理每个终端的会话551和会话552。例如，如图5所示，会话551可以被用于终端X，并且会话552可以被用于终端Y。会话可以被称为“承载”或“QoS会话”。CU可以识别与已经发送了通知拥塞状态的消息的DU相对应的会话(例如，会话522)。CU可以在所识别的会话中对分组执行缓存或分组丢弃。

同时，丢包器510、分类器520、计量器530和标记器540在功能上彼此分离以便控制业务，并且该分离不限于构成要素必须由单独的硬件单元实现的配置。作为示例，分类器520、计量器530和标记器540的功能可以由位于DU中的一个处理器来执行，或者每个功能可以由独立的处理器来执行。

拥塞估计

CU可以执行与DU的信令，以便估计DU中的拥塞。如参考图2所描述的，CU与DU之间的信令可以采用GTP-U协议。CU可以使用GTP-U的路径管理功能来确定DU的容量状态。在下文中，将参考图6描述在CU和DU之间的信令的特定实施例。

图6示出了根据本公开的各种实施例的拥塞估计的示例。图6所示的CU和DU可以理解为图1的CU 120和DU 130。

参考图6，在操作610中，CU可以向DU发送GTP回声请求消息。在一些实施例中，CU可以周期性地向DU发送GTP回声请求消息。在一些其他实施例中，当特定事件发生时，CU可以单独地发送GTP回声请求消息。

在操作620中，DU可以向CU发送GTP回声响应消息。当CU从DU接收到GTP回声响应消息时，CU可以确定对应的路径是否有效(活动)。

对于拥塞估计，CU可以在要发送到DU的GTP回声请求消息中包括附加字段(专用扩展)。对于往返时间(RTT)测量，CU可以在CU在GTP回声请求消息的专用扩展中发送GTP回声请求消息时包括发送时间和消息定界符，并且可以向DU发送相关的GTP回声请求消息。DU可以在GTP回声响应消息的专用扩展中包括：DU接收GTP回声请求消息的接收时间点(即，GTP回声请求消息进入接收队列631的时间点)和DU发送GTP回声响应消息的发送时间点(即，从发送队列633输出GTP回声响应消息的时间点)，并且可以向CU发送相关的GTP回声响应消息。CU可以通过使用GTP回声请求消息和GTP回声响应消息来计算CU和DU之间的RTT以及DU的处理时间。

专用扩展中的字段可以在下面的表1中定义。

表1

CU可以通过所测量的RTT的改变范围和所测量的DU的处理时间的改变范围来预测在特定时间点处的DU的拥塞状态。例如，当CU周期性地向DU发送GTP回声请求消息时，如果DU的周期性测量的RTT和周期性测量的处理时间中的每一个都增加，则CU可以确定DU中发生拥塞的概率增加。

在一些实施例中，在表1中定义的专用扩展中可以进一步包括附加字段。例如，当图5的分类器位于CU中时，CU可以将特定类别的标识信息另外插入到专用扩展中。

CU可以通过协议管理器640的控制来防止DU中拥塞发生的控制。在该示例中，协议管理器640可以执行图5的丢包器510的功能。也就是说，协议管理器640可以根据估计出的DU的拥塞状态，对从CN接收到的分组进行排队或丢弃。

然后，在操作650中，当DU的拥塞状态被减轻时，或者当执行拥塞控制并且然后经过预定时间段时，协议管理器可以恢复向DU的业务传输。

图7示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的CU的流程图。图7示出了CU 120的操作方法的示例。

参考图7，在操作701中，CU可以从CN接收分组。CU可以通过GTP-U协议从CN接收分组。CU可以通过由位于CN中的高层节点建立的会话(或承载)来接收分组。

在操作703中，CU可以确定是否执行拥塞控制。CU可以通过与DU的信令来估计DU的拥塞状态，或者可以通过直接从DU接收关于DU的拥塞状态的信息来确定DU的拥塞状态。

在一些实施例中，CU可以向DU发送GTP回声请求消息，并且从GTP回声接收响应消息，并且因此可以估计DU的拥塞状态。具体地，当DU的RTT改变程度、其处理时间的增加或减少范围等中的每一个均大于或等于阈值时，CU可以确定CU将执行拥塞控制。相反，当改变程度或增加或减小范围小于阈值时，CU可以确定CU将不执行拥塞控制。在一些其他实施例中，CU可以从DU接收指示DU的拥塞状态的信息，并且CU可以基于接收到的信息来确定DU的拥塞状态。例如，CU可以接收由DU执行的标记的结果，并且可以基于标记的结果来确定DU的拥塞状态。作为另一示例，CU可以接收DU的队列长度的值，并且可以考虑对应的QoS阈值来确定DU的拥塞状态。

CU可以基于DU的拥塞状态来确定是否执行根据本公开的拥塞控制。当CU确定执行拥塞控制时，CU进行到操作705。相反，当CU不执行拥塞控制时，CU进行到操作707。

当CU确定执行拥塞控制时，在操作705中，CU可以执行分组丢弃或缓存。即，拥塞控制包括：缓存或分组丢弃，其中，缓存指的是将已经停止传输的分组存储在缓存器中，而分组丢弃指的是丢弃分组。根据实施例，在从CN接收到的分组经过PDCP处理之前，CU可以执行分组丢弃或缓存。例如，CU可以在分组从CN进入的时间点处执行分组丢弃或缓存。CU可以在执行PDCP处理之前，即在用于PDC处理的资源分配(例如，SN分配)之前，丢弃分组或将其存储在队列中(预测丢弃分组的状态)，从而可以抑制前传中不必要的业务并确保可靠的传输。

在操作707中，CU可以向DU发送分组。在该示例中，分组可以对应于下行链路业务。CU可以在用户平面上通过GTP-U协议向DU发送下行链路业务。

当CU执行操作705时，CU可以将其传输已经被停止的分组(即，存储在缓存器中的分组)重新发送到DU，或者可以将除了已丢弃的分组之外的剩余分组发送到DU。当CU执行拥塞控制并且然后经过预定时间段时，或者当CU从DU接收到单独的控制消息时，CU可以确定停止拥塞控制。当CU停止拥塞控制时，CU可以恢复分组的传输。CU可以立即将处理后的分组发送到DU，以便DU可以根据CU-DU功能拆分来执行分配给CU的功能(例如，SN分配、压缩、PDCP加密，并且当CU包括RLC时还包括RLC功能)以及剩余功能。

同时，当CU不执行操作705时，即，当不执行拥塞控制时，CU可以立即将从CN接收到的分组传送到DU。CU可以通过分配给CU的功能来处理分组，并且可以立即将处理后的分组发送到DU，使得DU可以执行根据CU-DU功能划分的剩余功能。

图8示出了根据本公开的各种实施例的无线通信系统中的DU的流程图。图8示出了DU 130的操作方法的示例。

参考图8，在操作801中，DU可以向CU发送通知DU的拥塞状态的消息。该消息可以是使用SCTP协议的控制信令。

DU可以测量DU的拥塞状态。当终端X的队列长度超过设置的最大值时，DU可以确定终端X的会话拥塞。DU可以通知CU终端X的业务会话拥塞，并且可以向该CU发送请求对终端X进行拥塞控制的消息。当队列长度小于最大值或超过预定阈值并且将来会出现过多的业务时，DU可以向CU发送通知当前会话状态的消息。也就是说，为了防止拥塞，DU可以向CU发送消息。例如，该消息可以是其值被设置为TX OFF以便在SCTP消息中请求停止传输的消息。

同时，在一些实施例中，当CU正在对CU应传送给DU的分组进行排队时，如果队列长度变得小于或等于阈值，则DU可以向CU发送请求CU消除拥塞情况的消息。例如，该消息可以是其值被设置为TX ON以便在SCTP消息中请求恢复传输的消息。

与以上描述不同，DU可以规则地发送通知DU的拥塞状态的报告消息。报告消息可以包括关于DU的队列长度的信息或者指示根据队列长度确定的拥塞状态的信息。

在操作803中，DU可以从CU接收分组。根据CU是执行分组丢弃还是缓存，DU可以立即接收从CN传送到CU的分组，可以接收存储在CU的缓存器中的分组，或者可以在已丢弃的分组之后接收CN传送的分组。当在操作801中发送的消息是请求停止传输的消息时，DU可以在经过预定时间段之后接收分组。在该示例中，该分组可以是应拥塞控制的请求而存储在CU的缓存器中的分组。或者，DU可以接收在拥塞控制期间未被丢弃的剩余分组。当在操作801中发送的消息是请求恢复传输的消息时，DU可以接收存储在缓存器中的分组，或者可以在恢复传输之后(不进行缓存)立即接收从CN传送给CU的分组。

根据本公开的各种实施例，可以以最小的成本来配置CU和DU之间的前传以处理移动数据业务。此外，根据将来的5G移动系统的操作，前传的这种配置可以提供CU和DU的灵活部署。

根据本公开的各种实施例的CU和DU使得能够实现在CU和DU之间的会话特定业务传送，而不管在CU和DU之间划分的功能的组合如何，并且使得可以简单地区分CU和DU中的会话、终端和类别。

当在DU中发生业务拥塞情况时，根据本公开的各种实施例的CU(和DU)可以通过在CU执行PDCP处理之前通过排队或丢弃分组来优化每个协议的功能的处理。另外，当CU包括RLC时，该配置使得可以在分配RLC资源之前丢弃分组，从而防止由于RLC重传而导致的拥塞情况的恶化，从而使得能够更有效地控制DU的拥塞情况。此外，可以通过使用GTP-U信令(例如，GTP路径管理)来预先估计DU的可接受的值，因此可以在DU的拥塞情况发生之前实现预防和快速响应。

根据本公开的权利要求或其在说明书中描述的实施例的方法可以以硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。

当所述方法以软件实施时，可以提供被配置为存储一个或更多个程序(软件模块)的计算机可读存储介质。存储在计算机可读存储介质中的一个或更多个程序可以被配置为可由电子设备内的一个或更多个处理器执行。一个或更多个程序可以包括使电子设备执行根据本公开的权利要求或其说明书中描述的实施例的方法的指令。

程序(软件模块或软件)可以存储在非易失性存储器中，包括随机存取存储器和闪存、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、磁存储器光盘存储设备、光盘(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、其他类型的光学存储设备或磁带。或者，程序可以存储在由一些或所有上述存储器的组合实现的存储器中。此外，电子设备可以包括多个这样的存储器。

此外，程序可以存储在可连接的存储设备中，该存储设备可以通过通信网络(例如，互联网、内联网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)或存储区域网络(SAN)、或通过其组合实现的通信网络)来访问电子设备。这样的存储设备可以经由外部端口访问被配置为执行本公开的实施例的设备。此外，通信网络上的单独的存储设备可以访问被配置为执行本公开的实施例的设备。

在本公开的上述特定实施例中，根据所呈现的特定实施例，以单数或复数形式表示本公开中包括的元素。然而，为了便于描述，根据所呈现的情况适当地选择单数表述或复数表述，并且本公开不限于单个元件或多个元件。以复数形式表示的元素可以被配置为单个元素，或者以单数形式表示的元素可以被配置为多个元素。

尽管已经在本公开的详细描述中描述了特定实施例，但是理所当然地，以在不脱离本公开范围的情况下在限制内做出各种改变。因此，本公开的范围不应被限定为限于实施例，而应由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种通过无线通信系统中的前传连接到分布单元(DU)的中心单元(CU)的操作方法，所述操作方法包括：

基于所述CU与所述DU之间的信令，确定是否控制所述DU的拥塞状态；以及

当控制了所述DU的所述拥塞状态时，在分组数据汇聚协议(PDCP)处理之前，停止向所述DU发送至少一个分组。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其中，停止发送所述至少一个分组包括：缓存或丢弃所述至少一个分组。

3.根据权利要求2所述的操作方法，其中，当超过所述CU的缓存器的容量时，停止发送所述至少一个分组包括：按照分组存储在所述缓存器中的顺序丢弃分组。

4.根据权利要求1所述的操作方法，其中，确定是否控制所述拥塞状态包括：确定所述DU的所述拥塞状态，其中，所述CU执行PDCP处理，并且所述DU执行无线链路控制(RLC)处理、媒体访问控制(MAC)处理和物理层(PHY)处理。

5.根据权利要求4所述的操作方法，其中，确定所述DU的所述拥塞状态包括：

向所述DU发送请求消息；以及

从所述DU接收响应消息，

其中，所述请求消息包括第一时间信息，所述第一时间信息指示了发送所述请求消息的时间点；并且

所述响应消息包括第二时间信息和第三时间信息，所述第二时间信息指示了所述DU接收所述请求消息的时间点，所述第三时间信息指示了所述DU发送所述响应消息的时间点。

6.根据权利要求5所述的操作方法，其中，所述请求消息对应于通用分组无线服务(GPRS)隧道协议(GTP)回声请求消息，并且所述响应消息对应于GTP回声响应消息。

7.根据权利要求1所述的操作方法，其中，确定所述DU的所述拥塞状态包括：从所述DU接收通知所述DU的所述拥塞状态的消息，其中，所述DU的所述拥塞状态是基于访问所述DU的终端的队列长度而确定的。

8.根据权利要求1所述的操作方法，所述操作方法还包括：

当恢复分组发送时，对新分组或存储在所述CU的缓存器中的分组执行所述PDCP处理；以及

向所述DU发送PDCP处理后的分组。

9.一种通过无线通信系统中的前传连接到中心单元(CU)的分布单元(DU)的操作方法，所述操作方法包括：

向所述CU发送消息；以及

从所述CU接收分组，

其中，所述分组对应于由所述CU缓存的分组或者在执行分组丢弃后从核心网络接收到的分组；并且

在所述CU执行分组数据汇聚协议(PDCP)处理之前，确定是执行所述缓存还是执行所述分组丢弃。

10.根据权利要求9所述的操作方法，其中，发送所述消息包括：

确定访问所述DU的终端的业务的拥塞状态；以及

向所述CU发送包括指示所述拥塞状态的信息的所述消息，

其中，所述CU执行PDCP处理，并且所述DU执行无线链路控制(RLC)处理、媒体访问控制(MAC)处理和物理层(PHY)处理。

11.根据权利要求10所述的操作方法，其中，所述消息对应于流控制传输协议(SCTP)消息。

12.根据权利要求9所述的操作方法，其中，所述消息对应于响应于从所述CU接收到的请求消息的消息；

所述请求消息包括第一时间信息，所述第一时间信息指示了所述CU发送所述请求消息的时间点；并且

所述消息包括第二时间信息和第三时间信息，所述第二时间信息指示来了所述DU接收所述请求消息的时间点，所述第三时间信息指示了所述DU发送所述消息的时间点。

13.一种通过无线通信系统中的前传连接到分布单元(DU)的中心单元(CU)的装置，所述装置包括：

通信接口，所述通信接口被配置为在所述CU与所述DU之间执行信令；以及

至少一个处理器，

其中，所述至少一个处理器被配置为执行根据权利要求1至8所述的操作方法之一。

14.一种通过无线通信系统中的前传连接到中心单元(CU)的分布单元(DU)的装置，所述装置包括：

通信接口，所述通信接口被配置为在所述CU与所述DU之间执行信令；以及

至少一个处理器，

其中，所述至少一个处理器被配置为执行根据权利要求9至12所述的操作方法之一。

15.一种包括通过无线通信系统中的前传连接的分布单元(DU)和中心单元(CU)的系统，所述系统包括：

所述CU或所述DU确定拥塞状态；

所述CU通过核心网络接收分组；以及

当根据所确定的拥塞状态执行拥塞控制时，所述CU在执行分组数据汇聚协议(PDCP)处理之前缓存或丢弃接收到的分组，

其中，当不执行所述拥塞控制时，根据功能划分，所述CU执行PDCP处理，并且所述DU执行无线链路控制(RLC)处理、媒体访问控制(MAC)处理和物理层(PHY)处理。

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